بسیاری از کاربران هنگام کار با لپ تاپ یا کامپیوتر، به خصوص زمانی که در حال انجام گیم یا اجرای نرم افزار های سنگین هستند، متوجه داغ شدن وسیله خود می شوند. گاهی این داغ شدن آن قدر زیاد است که ممکن است کامپیوتر یا لپ تاپ به صورت خودکار توسط سیستم عامل خاموش شوند تا این گرما به قطعات اصلی و حساس مانند هارد و باتری اسیب جدی وارد نکند.
در کل گرمای ایجاد شده اگر بیش از اندازه باشد می تواند به قطعات سیستم صدمه بزند و باعث خرابی و کاهش طول عمر کامپیوتر بشود. بنابراین در این زمان ها خنک کردن مداوم کامپیوتر از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. در سیستم های کامپیوتری، پردازنده ها (CPU) ، کارت های گرافیک (GPU) ، چیپست ها، رم های با عملکرد بالا گرمای قابل توجهی را تولید می کنند.
میزان تولید گرما در دستگاه های هوشمند را با واحدی به نام قدرت طراحی حرارتی یا (Thermal Design Power : TDP) بیان می کنند و بدین معنی است که سیستم خنک کننده باید چه مقدار گرما را دفع کند تا پردازنده و یا کارت گرافیک بتواند بدون مشکل به کار خود ادامه دهد. این شاخص با آن که بر حسب وات (Watt) بیان می شود ممکن برخی از افراد، این شاخص را با مقدار انرژی مصرفی آن قطعه ) پردازنده، کارت گرافیک) اشتباه بگیرند اما این شاخص به معنای مقدار انرژی یا برق مصرفی نیست بلکه به معنای مقدار گرمایی است که باید سیستم خنک کننده دفع کند. مقدار این شاخص توسط شرکت های سازنده قطعه کامپیوتری بیان می شود. باید یه این نکته دقت داشت که اگر دو پردازنده داشته باشیم که یکی TDP بیشتری نسبت به آن یکی پردازنده داشته باشد، پس حتما پردازنده با TDP بیشتر، دمای بالاتری هم دارد. ممکن است دو پردازنده در یک درجه دما کار کنند اما پردازنده با TDP بیشتر گرمای بیشتری تولید می کند.
پردازنده موجود در لپ تاپ ها نسبت به پردازنده های موجود در کامپوتر های رومیزی و کامپیوتر ها ، TDP کمتری دارند تا سیستم خنک کننده لپ تاپ بتواند از پس خنک کردن پردازنده در یک فضای بسیار محدود برآید. به طور معمول مقدار TDP پردازنده های لپ تاپ های عادی بین 10 تا 28 وات ، برای پردازنده های لپ تاپ های گیمینگ بین 35 تا 45 وات و برای پردازنده های کامپیوتر های رومیزی بین 95 تا 125 وات است. البته این مقدار ها متوسط است و ممکن است کم یا زیاد بشود. برای مثال مقدار TDP پردازنده intel core i7 1165G7 در حالت مینیمم 12وات و در حالت ماکزیمم 28 وات است.
وظیفه ی سیستم خنک کنندگی در لپ تاپ ها نسبت به کامپیوتر ها، سنگین تر است زیرا لپ تاپ ها نسبت به کیس های کامپیوتر و کامپیوتر های رومیزی، بسیار نازک ترند و از ابعاد خیلی کوچکتری بر خوردارند و عملیات خنک کنندگی و تهویه ی هوای داخل لپ تاپ پیچیده است. برای خنک کردن کامپیوتر و لپ تاپ ها از فن خنک کننده و خمیر سیلیکون ( خمیر هادی گرما) استفاده می شود. وظیفه فن لپ تاپ، خنک کردن اجزای درونی و تهویه هوای داخل لپ تاپ است.
انواع سیستم های خنک کننده
سیستم های خنک کننده ای که بررسی می کنیم در دسته سیستم های خنک کننده مایع و سیستم های خنک کننده با هوا دسته بندی می شوند.
سیستم خنک کننده مایع (Liquid Cooling)
سیستم خنک کننده مایع (معمولا آب) یک سیستم خنک کننده ی بسیار قوی و کارآمد است و نسبت به سیستم خنک کننده با هوا، عملکرد بسیار بهتری را از خود به جا می گذارد و علاوه بر آن، از جذابیت های بصری و نور های LED استفاده می کنند که برای گیمر ها گزینه ایده آل محسوب می شود. با توجه به این که آب دارای ظرفیت حرارتی خاص و رسانایی گرمایی بالاتری نسبت به هوا است. به این ترتیب ، 2 تا 10 بار بسته به موقعیت و تنظیمات در انتقال گرما به دور از منابع حرارتی مانند پردازنده ها، کارت های گرافیک ، چیپست ها ، هارد دیسک ها و سایر دستگاهها کارآمدتر است. سیستم های خنک کننده مایع معمولا در پیکربندی سیستم های
All in one (AIO)مشاهده می شوند. سیستم های AIO شامل تمام قطعات مورد نیاز شما به عنوان یک جزء از قبل بسته بندی شده است که می توانید به سادگی آنها را روی دستگاه خود متصل کنید و نصب آن یه سادگی توسط کاربر انجام می شود و مقرون به صرف هم هست. البته امکان سفارش سیستم خنک کننده به صورت سفارشی نیز وجود دارد اما معمولا این سیستم ها گران قیمت هستند.
یک نوع سیستم خنک کننده مایع
سیستم های خنک کننده مایع به صورت مقابل عمل می کنند. خننک کننده مایع مشابه رادیاتور موجود در خودرو عمل می کند. روی تراشه، بلوک های آب وجود دارد. مایع از طریق بلوک های آب که مستقیماً به منابع گرما متصل می شوند ، جریان می یابد و سپس از طریق لوله به طرف رادیاتور با فن ها می رود ، جایی که به طور موثر خنک می شود. پمپ مایع را به سیستم فشار می دهد و چرخه خنک کننده را بارها و بارها تکرار می کند تا اجزای کامپیوتر به طور مداوم در سطح مناسب کار کنند . در طراحی سیستم خنک کننده مایع از مبانی پیشرفته علم فیزیک استفاده شده است و در نظر داشته باشید استفاده از جریان مایع به طور متلاطم بازدهی بیشتری را نسبت به جریان مایع به صورت آرام و یکنواخت دارد. استفاده از جریان آرام، یک لایه عایق نازک در نزدیکی دیواره های لوله ایجاد می کند و اثر خنک کنندکی کاهش می یابد.
سیستم خنک کننده با هوا(Air Cooling)
سیستم خنک کننده با هوا، از یک هیت سینک(Heat Sink) ، لوله های انتقال گرما و فن چرخان تشکیل شده است. اصل کاری که در این جا انجام می شود با روش خنک کنندگی مایع تفاوتی ندارد و هردو گرما از پردازنده یا کارت گرافیک گرفته و آن را خارج می کنند. هیت سینک بلوکی از فلز پره دار است که به یک جزء متصل می شود و باعث افزایش سطح قطعه می شود و باعث می شود هوای بیشتری گرما را منتقل کند. در قسمت زیرین هیت سینک، قسمتی به نام پخش کننده حرارت یکپارچه ( (Integrated Heat Spreader : IHS وجود دارد که طوری طراحی شده است که در صورت اتصال یک هیت سینک، تماس بیشتری با سطح آن داشته باشد. در سیستم خنک کننده با هوا، گرما از قسمت IHS به یک پایه رسانا که منتقل می شود. انرژی حرارتی از پایه به لوله های حرارتی متصل حرکت می کند. این لوله های حرارتی ، گرما را به داخل هیت سینک که از یک سری باله گرماگیر تشکیل شده است، منتقل می کند. فن چرخان متصل به آن نیز هوای گرم را از heat sink دور می کند.
معمولا هر چه سایز فن بزرگتر و تعداد آن بیشتر باشد و یا جنس فلز یه کار رفته در رسانا بهتر باشد، عمل خنک کنندگی بهتر صورت می گیرد. برای مثال در لپ تاپ های گیمینگ به دلیل این که قدرت پردازنده و کارت گرافیک بالا است، معمولا از 2 فن خنک کننده با جنس مرغول استفاده می شود. حتی ممکن است سایز فن های به کار رفته در این لپ تاپ ها بزرگتر از لپ تاپ های معمولی باشد.
مقایسه سیستم خنک کننده مایع و هوا
- از نظر قیمت معمولا خنک کننده های مایع گران قیمت تر هستند و خنک کننده های هوایی، به دلیل ساده تر بودن، ارزان تر هستند. البته هر دو سیستم، دارای مدل های پایه و گران قیمت هستند. مدل های گران قیمت خنک کننده هوایی، دارای فن بزرگتر، سرعت بیشتر، جنس مرغوب تر، هیت سینک بزرگتر و .. باشند. مدل های گران قیمت سیستم خنک کننده مایع نیز دارای رادیاتور بزرگتر، جلوه بصری و نورپردازی زیبا و .. باشند. شما باید ببینید با توجه به بودجه خود کدام سیستم برای شما مناسب تر است.
- از نظر سایز و اندازه ، شما باید ببینید فضایی که برای سیستم خنک کننده اختصاص می دهید چقدر است. خنک کننده های هوایی معمولا سایز بزرگی دارند اما فضای اشغالی آن ها محدود است اما در خنک کننده های مایع، شما باید محلی برای قرار دادن رادیاتور و قرار گیری مناسب لوله های قرار دهید.
- از نظر صدای ایجاد شده، خنک کننده های مایع به دلیل این که پمپ کوچک معمولاً عایق خوبی است و فن های رادیاتور تمایل دارند با دور در دقیقه (دور در دقیقه) کمتری نسبت به آنهایی که روی هیت سینک پردازنده کار می کنند ، کار کنند، صدای کمتری را نسبت به خنک کننده های هوایی ایجاد می کنند. البته در خنک کننده های هوایی، فن های با سر و صدا و نویز کمتر تولید شده و می توان سرعت چرخش آن ها تنظیم کرد.
- از نظر دما، خنک کننده های مایع بهترین گزینه هستند. مخصوصا زمانی که شما می خواهید گیم انجام دهید یا ویدیو هایی با محتوای 4k تماشا کنید. زیرا سیستم خنک کننده مایع، گرما را به طور موثر تری نسبت به خنک کننده ی هوایی، دفع می کند و در عین حال سر و صدای گمتری ایجاد می کند.
